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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 > MG>=A  
    5%}wV,Y  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 \sA*V%n  
    dC<LDxlv  
    建立系统 tV/Z)fpyH  
    CD0VfA>Z  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 J/A[45OD  
    jn.C|9/mj  
    /1`cRyS  
    t]-uw-E  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ?tg  y|  
             ~3RC>8*Qw  
         /b;K  
                   BN,>&1I  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 M=]5WZO~A  
    !rhk $ L  
    u? fTL2~  
    nNmsr=y5  
    A-ZmG7xk  
    q/1Or;iK  
     st 'D  
    =xianQ<lK  
    t_ur&.^SB  
        
    5HS~op2n/  
    分析 &2I*0  
    _DP|-bp D  
    这个系统的点扩散函数: xdy^ ^3"  
      •    Log (Normal PSF) +2C?9:bH  
    •    λ = 0.55 mm s:y ^_W)d  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ,572n[-q  
    •    EPD = 10 mm Rb}KZ+o "Z  
    •    f/# = 9.68 b.2J]6G  
    点扩散函数如下图: DDd|T;8  
    ]=F8p2w?  
    a1N!mQ^  
           B8I4[@m>w\  
    as"N=\N  
    系统的点扩散函数是: G&f7+e  
    •     Log (Normal PSF) $(q>mg:H  
    •     λ = 0.55 mm cyd~2\Kv~  
    •     1 wave 3rd order spherical %G3sjnI;l  
    •     EPD = 13.31 mm o{-<L  
    •     f/# = 7.27 hF&}lPVtv  
    点扩散函数如下图: MQcr^Y_  
    1MA@JA:T  
    IJU0[EA]F  
    y:}sD_m0W  
    演算 7k=fZ$+O  
    Z$KV&.=+  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: s* j fMY  
               ;Pb8YvG1$  
    `^U&#K  
    .+K S`  
    在这个等式中变量定义如下: ZYtiMBJ  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) >E"9*:.^a  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) sY;lt.b  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ?q91:H   
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ?n'O Fpd  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) tjv\)Nn'  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ;8B.;%qkL  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) `EMi0hm&H  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 yqSY9EX7  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ]re'LC!d  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) =7ydk"xM*  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) d$;/T('  
    •     F == focal length(焦距 ]7qiUdxt:  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) q^bO*bv  
    @C.GKeM*  
    比较 qSiWnN8D t  
    LAZVW</  
    在下图中: /r.6XZs6  
    透镜EPD=10mm !Ua&0s%  
    截止频率=184lp/mm t%+$" nP  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 %AR^+*Nu  
         x,Y 5U+]E  
    6f] rQ9  
    在下面的图表中: Bh`IXu  
    透镜EPD=13.31 mm F=&;Y@t  
    截止频率=250 lp/mm %<}=xJf>1  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm fA8ozL T  
         ^,7=X8Su  
    yr4ou  
     ^Omfe  
    杂散光对评价函数的影响
    !dv-8C$U  
    +Z+ExS<#z  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 -i_En^Fi  
    O{n<WQd{CY  
    (K!4Kp^m  
    NJ$e6$g)  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: cgyo_ k  
    $A?}a  
    |%ZpatZA5  
     
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